一种涤丙复合速干超细纤维材料及生产方法

摘要

本发明涉及透气速干纤维制备技术领域，具体涉及一种涤丙复合速干超细纤维材料及生产方法，利用涤纶纤维与丙纶纤维进行复合，同时配合利用改性材料进行改性，使得纤维轴方向上形成微细沟槽，产生毛细管现象，使得涤丙复合速干超细纤维材料具有很强的吸水速干性能，并且，在涤纶纤维与丙纶纤维进行复合成型的过程中，使用了静电纺丝的方式，利用高压电场与气流场配合形成直径更加细的超细复合纤维材料，使得形成的织物具备更强的透气性能。

说明书

技术领域

本发明涉及透气速干纤维制备技术领域，具体涉及一种涤丙复合速干超细纤维材料及生产方法。

背景技术

在天然纤维中，棉、毛、丝均具有良好的吸湿能力，但对于常规的合成纤维的吸湿排汗往往能力较弱，一般需要物理或者化学的方法来改善合成纤维的吸湿性能。

其中，化学方法，例如将吸水性基团接枝到纤维上，添加聚合单体进行共聚反应，或与高吸水性聚合物共混；物理方法，例如采用纤维表面的粗糙化、截面异型化，采用多孔、中空的纤维结构，纤维的超细化；复合纺丝，与吸湿性聚合物复合纺丝；高吸水的天然纤维和化学纤维的开发与利用。

随着日常穿着的多样化和个性化以及制造高档日用服装，进行了各种尝试以期望能达到天然纤维具有的优良性能，例如吸水性能、透湿性能等，期望能在高档运动服领域得到了应用，以便在穿着运动服时，能够保持舒适、可穿状态。

但是，现有的涤纶纤维是化学合成纤维，不易吸水，因而在对吸水速干性要求较高的领域中的应用还是受到了限制。如何制得一种涤纶纤维具有高度吸水速干性能是目前诸多纤维研究者和纤维生产厂家努力追求的目标。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种涤丙复合速干超细纤维材料及生产方法，利用涤纶纤维与丙纶纤维进行复合，同时配合利用改性材料进行改性，使得纤维轴方向上形成微细沟槽，产生毛细管现象，使得涤丙复合速干超细纤维材料具有很强的吸水速干性能，并且，在涤纶纤维与丙纶纤维进行复合成型的过程中，使用了静电纺丝的方式，利用高压电场与气流场配合形成直径更加细的超细复合纤维材料，使得形成的织物具备更强的透气性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种涤丙复合速干超细纤维材料，包括丙纶纤维及涤纶纤维，涤丙复合纤维是以所述丙纶纤维为芯线，外部由所述涤纶纤维包覆形成的纤维层组成；

所述丙纶纤维形成的芯线中，每100份重量份的丙纶熔体中含有氧化铈纳米粉体材料0.01-0.1份，二氧化硅纳米粉体材料5-10份，氧化铝纳米粉体材料2-10份；

所述涤纶纤维形成的纤维层中，每100份重量份的涤纶熔体中含有氧化铈纳米粉体材料0.01-0.1份，氧化铝纳米粉体材料2-10份；

丙纶熔体与涤纶熔体在静电纺丝设备上喷射拉丝形成涤丙复合纤维，且拉丝过程中，通过电场与螺旋差速气场的配合，反复拉扯涤丙复合纤维，使得成型的涤丙复合纤维的直径在0.4-3μm；

其中，螺旋差速气场由若干组的环绕涤丙复合纤维的流速存在差别的气流场组成，相邻的两组气流场之间的流速差距，使得涤丙复合纤维在符合成型过程中具备柔性拉扯的能力，使得涤丙复合纤维更细，可以制备更透气的织物材料。

此外，提供一种制备上述所述的涤丙复合速干超细纤维材料的生产方法，包括以下步骤：

丙纶熔体制备，在每100份重量份的丙纶熔体中加入氧化铈纳米粉体材料0.01-0.1份，二氧化硅纳米粉体材料5-10份，2-10份氧化铝纳米粉体材料，完全分散熔融后控制温度在165-180℃形成丙纶熔体；

涤纶熔体制备，在每100份重量份的涤纶熔体中加入氧化铈纳米粉体材料0.01-0.1份，氧化铝纳米粉体材料2-10份；完全分散熔融后控制温度在260-280℃形成涤纶熔体；

静电纺丝，由同心喷丝组件同步喷出丙纶熔体与涤纶熔体，丙纶熔体与涤纶熔体之间通过收束气流分隔，且涤纶熔体的外部通过包覆气流进行罩设隔绝，丙纶熔体与涤纶熔体在电场组件形成的高压电场内成型为直径0.95-1.4μm的丙纶纤维与0.5-5μm的涤纶纤维，所述丙纶纤维与所述涤纶纤维复合形成涤丙复合纤维，并且在复合成型过程中，由差速旋风组件对穿过的涤丙复合纤维进行反复的拉扯，使得成型的涤丙复合纤维的直径在0.4-3μm。

其中，丙纶熔体改性制备方法与涤纶熔体变性制备方法，已经在专利号为CN201310431729.X的中国专利中公开，本申请与该技术方案的区别点在于：1、采用了同心喷丝组件，利用收束气流对丙纶熔体进行收束，利用包覆气流对涤纶熔体进行包覆，通过丙纶熔体与涤纶熔体的熔化点的差别，丙纶软化点为140-160℃，熔点为165-173℃，涤纶熔点一般在255－280℃，使得丙纶熔体先于涤纶熔体在高压电场内固化成型，之后使得涤纶熔体包覆于丙纶熔体外部成型，由于收束气流的作用，使得丙纶纤维成型的芯线更为的细，2、利用涤纶的熔化点远高于丙纶的软化点的特点，通过利用螺旋差速气场的方式，在涤纶固化成型的过程中，对成型的涤丙复合纤维，进行反复的拉扯，使得成型的涤丙复合纤维更细，达到更换的透气性。

作为改进，所述同心喷丝组件分别由丙纶喷嘴与涤纶喷嘴同步喷出丙纶熔体与涤纶熔体，且丙纶熔体位于中心处，涤纶熔体围绕丙纶熔体呈同心设置，使得涤纶熔体可以更好的在芯线的表面上形成均匀的涤纶纤维层。

作为改进，所述涤纶喷嘴的喷射端部处呈喇叭形扩散设置，喷射出的涤纶熔体向外扩散后，由所述包覆气流进行收束，涤纶熔体向外扩散，可以更好的保证丙纶熔体的芯线成型，不会形成干扰，而扩散的涤纶熔体又由包覆气流进行收束，又可以有效的避免涤纶熔体无法在芯线上包覆。

作为改进，所述收束气流的流速与强度弱于所述包覆气流设置，如此，使得在丙纶熔体成型芯线后，涤纶熔体不会再受到收束气流的阻挡。

作为改进，所述同心喷丝组件中的喷气嘴喷出气流形成收束气流时，所述喷气嘴的内部设置有螺旋的导流扇叶，对所述收束气流进行螺旋导向，形成的螺旋收束气流，可以更好的对丙纶熔体进行收束，形成强度更高，直径更细的芯线。

作为改进，所述差速旋风组件沿涤丙复合纤维的轴向，依次喷射若干组的螺旋气流，且相邻两组间的螺旋气流流速逐步增大，对涤丙复合纤维形成拉扯。

作为改进，所述差速旋风组件内部围绕涤丙复合纤维形成锥形的螺旋环绕差速气流场，对涤丙复合纤维进行逐步的、增强的加压收缩。

作为改进，所述差速旋风组件朝向涤丙复合纤维倾斜喷出气流，使得涤丙复合纤维的轴向上获得一组气流推力。

作为改进，所述差速旋风组件喷出的气体为惰性气体，且气体温度为140-160℃。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明利用涤纶纤维与丙纶纤维进行复合，同时配合利用改性材料进行改性，使得纤维轴方向上形成微细沟槽，产生毛细管现象，使得涤丙复合速干超细纤维材料具有很强的吸水速干性能，并且，在涤纶纤维与丙纶纤维进行复合成型的过程中，使用了静电纺丝的方式，利用高压电场与气流场配合形成直径更加细的超细复合纤维材料，使得形成的织物具备更强的透气性能；

(2)本发明通过利用气流场的方式，使得成型的涤丙复合速干超细纤维材料在高压电场的后半段不会出现紊乱的情况，使得涤丙复合速干超细纤维材料直径在成型带上稳定的进行成型；

(3)本发明通过同心喷丝组件喷出涤纶熔体时，呈扩散喷射的方式，又通过包覆气流对涤纶熔体进行限位包覆，使得涤纶熔体不会在高压电场里过渡的扩散，保证涤纶纤维层的均匀性。

综上所述，本发明制备的涤丙复合纤维材料具有更细、透气性更好的等优点，尤其适用于透气速干纤维制备技术领域。

附图说明

图1为本发明实施例一涤丙复合速干超细纤维材料显微镜照片；

图2为本发明实施例二的制备方法流程示意图；

图3为本发明静电共纺设备立体结构示意图；

图4为本发明静电共纺设备侧视结构示意图；

图5为本发明同心喷丝组件剖视结构示意图；

图6为本发明同心喷丝组件工作状态示意图；

图7为本发明差速旋风组件剖视结构示意图；

图8为本发明导风板立体结构示意图；

图9为本发明风罩剖视结构示意图；

图10为本发明导风板局部结构示意图；

图11为本发明成型网立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1：

如图1所示，一种涤丙复合速干超细纤维材料，包括丙纶纤维1及涤纶纤维2，涤丙复合纤维是以所述丙纶纤维1为芯线11，外部由所述涤纶纤维2包覆形成的纤维层21组成；

所述丙纶纤维1形成的芯线11中，每100份重量份的丙纶熔体中含有氧化铈纳米粉体材料0.01-0.1份，二氧化硅纳米粉体材料5-10份，氧化铝纳米粉体材料2-10份；

所述涤纶纤维2形成的纤维层21中，每100份重量份的涤纶熔体中含有氧化铈纳米粉体材料0.01-0.1份，氧化铝纳米粉体材料2-10份；

丙纶熔体与涤纶熔体在静电纺丝设备上喷射拉丝形成涤丙复合纤维，且拉丝过程中，通过电场与螺旋差速气场的配合，反复拉扯涤丙复合纤维，使得成型的涤丙复合纤维的直径在0.4-3μm，吸水性可达1.0％-2.0％之间。

实施例2：

如图2至图11所示，一种制备实施例1所述的涤丙复合速干超细纤维材料的生产方法，包括以下步骤：

丙纶熔体制备，在每100份重量份的丙纶熔体中加入氧化铈纳米粉体材料0.01-0.1份，二氧化硅纳米粉体材料5-10份，2-10份氧化铝纳米粉体材料，完全分散熔融后控制温度在165-180℃形成丙纶熔体；

涤纶熔体制备，在每100份重量份的涤纶熔体中加入氧化铈纳米粉体材料0.01-0.1份，氧化铝纳米粉体材料2-10份；完全分散熔融后控制温度在260-280℃形成涤纶熔体；

静电纺丝，由同心喷丝组件3同步喷出丙纶熔体与涤纶熔体，丙纶熔体与涤纶熔体之间通过收束气流31分隔，且涤纶熔体的外部通过包覆气流32进行罩设隔绝，丙纶熔体与涤纶熔体在电场组件4形成的高压电场内成型为直径0.95-1.4μm的丙纶纤维1与0.5-5μm的涤纶纤维2，所述丙纶纤维1与所述涤纶纤维2复合形成涤丙复合纤维，并且在复合成型过程中，由差速旋风组件5对穿过的涤丙复合纤维进行反复的拉扯，使得成型的涤丙复合纤维的直径在0.4-3μm。

具体的，同心喷丝组件3与两组的熔喷装置6相连桶，一组的熔喷装置6用于热熔涤纶，一组熔喷装置6用于热熔丙纶，涤纶熔体与丙纶熔体在同心喷丝组件3处汇聚，涤纶熔体与丙纶熔体通过同心喷丝组件3喷出，分别形成涤纶纤维丝与丙纶纤维丝，涤纶纤维丝与丙纶纤维丝复合形成涤丙复合纤维材料；

并且，在同心喷丝组件3的正对面设置有回转设置的成型网7，电场组件4设置在同心喷丝组件3与成型网7之间，同心喷丝组件3上设置有一组高压电源41，而成型网7的后侧设置有一组接地金属板42，使得成型网7与同心喷丝组件3形成高压电场。

此外，具体的，同心喷丝组件3包括喷头36，丙纶喷嘴33、喷气嘴35及涤纶喷嘴34从内至外同心设置在喷头36上，涤纶喷嘴34的外壁与喷头36的内壁之间形成包覆气流32的包覆气嘴37，用于喷出环形的包覆气流32，所述同心喷丝组件3分别由丙纶喷嘴33与涤纶喷嘴34同步喷出丙纶熔体与涤纶熔体，且丙纶熔体位于中心处，涤纶熔体围绕丙纶熔体呈同心设置，并且，所述收束气流31的流速与强度弱于所述包覆气流32设置。

更为优选的，所述同心喷丝组件3中的喷气嘴35喷出气流形成收束气流31时，所述喷气嘴35的内部设置有螺旋的导流扇叶351，对所述收束气流31进行螺旋导向。

涤纶喷嘴34的出气端部设置有用于扩散涤纶熔体的导向部341，导向部341呈喇叭形设置，喷射出的涤纶熔体经导向部341向外扩散后，由所述包覆气流32进行收束。

差速旋风组件5包括风罩51，风罩51的内部设置有锥形的导风板52，导风板52由若干的锥形的分体导风板521组成，每个分体导风板521单独转动设置，且每个分体导风板521上设置有传动齿轮53，相适应的，设置有一组主动齿轮组54，主动齿轮组54上的主动齿轮541依次与对应的传动齿轮53配合，由于每组的齿轮传动组之间的齿数比的差别，使得越靠近成型网7的分体导风板521旋转的更快，相应的该分体导风板521也越靠近涤丙复合纤维材料，并且，分体导风板521上开设的导风孔522均朝向成型网7的方向倾斜设置，并且随着分体导风板521越靠近成型网7，导风孔522与涤丙复合纤维材料的倾斜夹角也就越小，主动齿轮组54通过锥齿轮组与电机传动连接。

其中，风罩51由筒体511、两端的封板512,及位于封板512之间的导杆513组成，导风板52转动套设于导杆513上，通过导杆513的支撑，使得导风板52可以进行流畅的旋转，并且风罩51上设置有用于输入高温气体的输气管。

值得说明的是，差速旋风组件5上的各个部件多采用绝缘材料制成，优选采用陶瓷材料。

详细说明的是，所述差速旋风组件5沿涤丙复合纤维的轴向，依次喷射若干组的螺旋气流，且相邻两组间的螺旋气流流速逐步增大，对涤丙复合纤维形成拉扯,而螺旋气流流速逐步增大就是取决于分体导风板521的旋转速度，出气倾斜角度以及与涤丙复合纤维距离决定的，旋转速度越快，气流速度越快，出气倾斜角度越小，气流速度越快，与涤丙复合纤维距离越近，气流速度也越快。

所述差速旋风组件5内部围绕涤丙复合纤维形成锥形的螺旋环绕差速气流场，对涤丙复合纤维进行逐步的、增强的加压收缩。

所述差速旋风组件5朝向涤丙复合纤维倾斜喷出气流，使得涤丙复合纤维的轴向上获得一组气流推力。

此外，所述差速旋风组件5喷出的气体为惰性气体，且气体温度为140-160℃，使得丙纶纤维刚好处于软化状态，利于拉扯。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。